Nha thong minh dieu khian giong noi

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.09 MB, 29 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG MƠ HÌNH NHÀ THƠNG MINH ĐIỀUKHIỂN GIỌNG NĨI </b>

Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện :

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>MỤC LỤC</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về Smart home:

Smart home là một trong những đề tài được phát triển sâu rộng trong cách mạng công nghiệp 4.0, đây được coi như là một xu hướng của tương lai.

<b><small>Hình 1-1. Lịch sử 4 cuộc cách mạng cơng nghiệp</small></b>

Những yếu tố chính của kỹ thuật số trong cách mạng cơng nghiệp 4.0 là trí tuệ nhân tạo (AI); vạn vật kết nối – Internet of things (IoT) và dữ liệu lớn (Big Data).

Trong cơn lốc cuộc cách mạng cơng nghệ 4.0 trên tồn thế giới, thì sự ra đời của

<b>nhà thông minh (Smart home) là điều tất yếu và xu hướng trên tồn thế giới. Nhà</b>

thơng minh được hiểu theo nghĩa đơn giản là sự kết hợp tất cả các thiết bị trong nhà thông qua kết nối Internet không dây và được điều khiển trực tiếp, gián tiếp qua các thiết bị thông minh như: điện thoại, máy tính bảng v.v… hoặc bằng giọng nói, tự động cài đặt theo các hoạt cảnh khác nhau v.v…

1.2Internet Of Things:

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Một trong những vấn đề với IoT đó là khả năng tạo ra một ứng dụng IoT nhanh chóng. Để khắc phục, hiện nay nhiều hãng, công ty, tổ chức trên thế giới đang nghiên cứu các nền tảng giúp xây dựng nhanh ứng dụng dành cho IoT.

<b><small>Hình 1-3. IOT có thể kết nối mọi thiết bị với nhau</small></b>

<b>Những tác nhân ngăn cản sự phát triển của Internet of Things:</b>

- Chưa có một ngơn ngữ chung:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Ở mức cơ bản nhất, Internet là một mạng dùng để nối thiết bị này với thiết bị khác. Nếu chỉ riêng có kết nối khơng thơi thì khơng có gì đảm bảo rằng các thiết bị biết cách nói chuyện nói nhau.

- Hàng rào subnetwork:

Lấy ví dụ như xe ơ tơ chẳng hạn. Một chiếc Ford Focus có thể giao tiếp cực kì tốt đến các dịch vụ và trung tâm dữ liệu của Ford khi gửi dữ liệu lên mạng. Nếu một bộ phận nào đó cần thay thế, hệ thống trên xe sẽ thơng báo về Ford, từ đó hãng tiếp tục thông báo đến người dùng. Nhưng trong trường hợp chúng ta muốn tạo ra một hệ thống cảnh báo kẹt xe thì mọi chuyện rắc rối hơn nhiều bởi xe Ford được thiết lập chỉ để nói chuyện với server của Ford, không phải với server của Honda, Audi, Mercedes hay BMW. Lý do cho việc giao tiếp thất bại? Chúng ta thiếu đi một ngôn ngữ chung. Và để thiết lập cho các hệ thống này nói chuyện được với nhau thì rất tốn kém, đắt tiền.

Một số trong những vấn đề nói trên chỉ đơn giản là vấn đề về kiến trúc mạng, về kết nối mà các thiết bị sẽ liên lạc với nhau (Wifi, Bluetooth, NFC,...). Những thứ này thì tương đối dễ khắc phục với cơng nghệ khơng dây ngày nay. Cịn với các vấn đề về giao thức thì phức tạp hơn rất nhiều, nó chính là vật cản lớn và trực tiếp trên con đường phát triển của Internet of Things.

- Có quá nhiều "ngơn ngữ địa phương":

<b><small>-</small></b> Tiền và chi phí: 1.3Phạm vi đồ án:

Mô phỏng hệ thống nhà thông minh trên nền tảng Arduino. Kết hợp với IOT để bật tắt và điều khiển giọng nói của hệ thống. 1.4Mục tiêu đồ án:

Sử dụng Arduino để lập trình, xây dựng hệ thống nhà thơng minh, kết hợp với điều khiển giọng nói điều khiển hệ thống

thông minh và thiết lập giao diện dễ tiếp cận với người sử dụng

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.5Phần cứng và phần mềm :

1.1.1 Phần cứng

a) Board Arduino Uno R3:

<b><small>Hình 2-1. Board mạch Arduino Uno R3</small></b>

<b><small>Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3</small></b>

<b>Loại vi điều khiểnATmega328 họ 8 bit</b>

Điện áp hoạt động <sup>5V DC (chỉ được cấp qua cổng</sup> USB)

Điện á vào khuyên dùng 7-12V Điện áp vào giới hạn 6-20V

Số chân Digital I/O 14 chân ( 6 chân hardware) Số chân Analog 6 ( độ phân giải 10bit) Dòng tối đa trên mỗi chân I/

Dòng ra tối đa (5V) 500mA Dòng ra tối đa (3.3V) 50mA

Bộ nhớ 32 KB (Atmega328 với 0.5KB

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Rơ le là một công tắc hoạt động bằng điện. Nó bao gồm một tập hợp các thiết bị đầu vào và đầu ra cho một hoặc nhiều tín hiệu điều khiển. Rơ le có nhiều hình thức kết nối, chẳng hạn như thực hiện kết nối, ngắt kết nối hoặc kết hợp các kiểu đó với nhau.

Chúng ta sử dụng Rơ le khi cần điều khiển mạch bằng tín hiệu cơng suất thấp riêng lẻ, hoặc khi một số mạch phải được điều khiển bằng một tín hiệu. Lịch sử ghi nhận Rơ le lần đầu tiên được sử dụng trong các mạch điện liên lạc đường dài như bộ nhắc lại tín hiệu: Chúng tái tạo một tín hiệu đến từ một mạch bằng cách truyền nó trên một mạch khác. Rơ le được sử dụng rộng rãi trong các cuộc trao đổi điện thoại và máy tính lần đầu tiên nhằm giữ cho tiến trình các hoạt động trở nên logic.

 <b>Cấu tạo của rơ le điện từ</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

 Khối tiếp thu: Có chức năng tiếp nhận những thơng tín hiệu đầu vào và biến đổi nó thành đại lượng cần thiết cung cấp tín hiệu phù hợp cho khối trung gian

 Khối trung gian: Làm nhiệm vụ nhận tín hiệu đưa đến từ khối tiếp thu, và tại đây biến đổi nod thành đại lượng cần thiết cho rơ le tác động

 Khối chấp hành: Đảm nhiệm trọng trách phát tín hiệu cho mạch điều khiển.

<small></small> Trong thực tế, khối tiếp thu là cuộn dây, khối trung gian là mạch từ nam châm điện, khối chấp hành là hệ thống tiếp điểm.

c) Module HC-05):

Bluetooth là chuẩn truyền thông không dây để trao đổi dữ liệu ở khoảng cách ngắn. Chuẩn truyền thơng này sử dụng sóng radio ngắn (UHF radio) rong dải tần số ISM (2.4 GHz tới 2.485 GHz). Khoảng cách truyền của module này vào khoảng 10 m. Module dựa trên chip BC417

<b><small>Hình 3-13: Hình ảnh module HC-05 [1]</small></b>

Sơ đồ chân

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

KEY: Chọn chế độ ATMode hoặc Data Mode VCC: Chân cấp nguồn (3.6 V đến 6 V)

GND: Chân âm

TX, RX: Đây là hai chân UART để giao tiếp module hoạt động mức logic 3.3 V STATE: Chân báo trạng thái HC-05

d) Nguồn apdate:

Nguồn 5V là thiết bị chuyển đổi điện áp, từ điện 220V sang điện 5V chuyên sử dụng cho hộp đèn, bảng hiệu led, các mạch ổn áp, cung cấp dòng áp đủ, tránh trường hợp sụt áp, dòng ảnh hưởng tới mạch.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b><small>Hình 2-2. Giao diện phần mềm Arduino</small></b>

1.6 Thiết kế mạch 1.1.3 . Sơ đồ khối

Khi cấp nguồn cho hệ thống, vi điều khiển Arduino Uno R3 ,sau đó ta kết nối Bluetooth với HC-05 nhập đúng mật khẩu đã cài đặt thì ứng dụng trên điện thoại báo kết nối. Và điều khiển được bóng đèn trong nhà, điều khiển giọng nói hiển thị lên ứng dụng điện thoại.

1.1.4 Sơ đồ nguyên lý

HC – 05

mitap inventer bật tắt điều khiển giọng nói Khối nguồn Arduino Uno R3

relay

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b><small>-</small></b> Rơ le dùng loại 5v, để chấp hành tín hiệu vi điều khiển bật tắt đèn và quạt

<b><small>-</small></b> Khi “Tin hieu” đưa vào là mức 0 (Tức =0V) thì Q1 khơng dẫn do khơng có dịng I<small>BE</small> >> Role không làm việc.

<b><small>-</small></b> Khi “Tin hieu” đưa vào là mức 1 (Tức =5V) thì sẽ qua R1 hạn dịng, phân áp qua R3 làm cho Q1 dẫn thông lúc này ta có dịng I<small>ce </small>là dịng điện chạy

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

qua cuộn dây >> Q1 >> Mát, Role đóng tiếp điểm thường mở (ĐK thiết bị nào đó).

<b><small>-</small></b> Diot D1 trong mạch có tác dụng chống lại dòng điện cảm ứng do cuộn đây sinh ra làm hỏng transistor.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

 Mạch 3d

CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHÀ THÔNG MINH

1.7 Lập trình app trên mitap inventer

1.1.6 giới thiệu mitap inventer

<small> </small> App Inventor là một ứng dụng web mã nguồn mở được cung cấp bởi Google từ tháng 7 năm 2010. Sau này, App Inventor được quản lý bởi Viện Công nghệ Massachusetts hay cịn gọi là MIT. Đó cũng là lý do tại sao nó hay được gọi là MIT App Inventor.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Về cơ bản, App Inventor sẽ hoạt động dựa trên nền tảng di động Android. Tức là các thành phẩm được tạo ra từ App Inventor sẽ chỉ hoạt động được trên Android. Giao diện của App Inventor bao gồm các khối hộp, bên trong là các đoạn mã. Khi sử dụng, người dùng sẽ kéo thả các khối này vào bảng mã để tiến hành lắp ghép thành một ứng dụng hồn chỉnh. Nhìn chung, cách sử dụng App Inventor rất đơn giản, tất cả chỉ xoay quanh thao tác kéo và thả thôi.

Mục tiêu cốt lõi mà App Inventor muốn mang đến là giúp đỡ những newbie trong ngành lập trình có thể làm quen dễ dàng với các thao tác tạo ra một phần mềm. Như đã giới thiệu ở trên, cách sử dụng App Inventor rất đơn giản. Những gì bạn cần làm khi sử dụng ứng dụng này là kéo và thả. Người dùng có thể vận dụng sự sáng tạo và trí tưởng tượng để sắp xếp các đoạn mã theo ý muốn của bản thân. Vì thế, khơng có giới hạn nào khi bạn sử dụng App Inventor. Đây cũng là ý nghĩa khá tương đồng với ngành lập trình chuyên nghiệp. Bằng cách luyện tập với App Inventor, bạn có thể nhanh chóng học hỏi khi tiếp xúc với lĩnh vực lập trình chuyên nghiệp. Những khái niệm trừu tượng khó nhằn đều được App Inventor truyền tải một cách trực quan và vô cùng dễ hiểu.

<b>3.1.2: xây dựng app nhà thông minha)phần khai báo kết nối bluetooth</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<b>c)phần điều khiển giọng nói</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>e)app hồn thiện</b>

1.8Lắp ráp hệ thống nhà thông minh:

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Bước 1: mạch pcp làm

Bước 2: lắp ic vào mạch

Bước3: mặt trước hoàn thành

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Bước 4mặt sau

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

NHẬN XÉT

 Nhận xét

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Mơ hình chạy ổn định, cơ cấu chỉ mơ phỏng. Cần phát triển thêm thì mới có thể áp dụng thực tế.

KẾT LUẬN

 Kết luận

Sau thực hiện đồ án em rút ra được nhiều kinh nghiệm trong khi làm thực tế trên mơ hình và hiểu rõ hơn. Gặp được nhiều sai sót và để rút kinh nghiệm tránh sai sót cho những lần sau.

 Hướng phát triển

Cần thêm nhiều tính năng hơn như kết nối thêm module Wifi, điều khiển các thiết bị bằng IR hồng ngoại. Phát triển ứng dụng Wifi cho người dùng dễ tiếp cận.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

TÀI LIỆU THAM KHẢO

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

1.14 const int cblua = 8; 1.15 const int cbkhoi = 9; 1.24 const int dh3 = A0; 1.25 const int bc = A2; 1.26 const int bdong= A3; 1.27 const int pt4 = A4; 1.28 const int quat = A5; 1.29 const int BNL = A1;

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

1.60 while(Serial.available()) 1.61 {

1.62 char inChar = (char)Serial.read(); //read the input

1.63 inputString += inChar; //make a string of the characters coming on

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

1.112 }else if(inputString == "e"){

</div>